Das Belimo Energy ValveTM ist eine einfach zu installierende, kosteneffiziente Lösung für eine optimierte Temperaturdifferenz in Fernkältesystemen. Die erfolgreiche Umsetzung im Verwaltungsgebäude Citizen’s Plaza in Nashville (Tennessee, USA) verdeutlicht die Vorteile dieser Lösung eindrucksvoll.
Fernkälte ist die zentralisierte Gewinnung und Verteilung von Kühlenergie. Kaltwasser wird von einem Kraftwerk über unterirdische Rohrleitungen an Gewerbe-, Industrie- und Wohngebäude geliefert, um dort die Luft mit Wärmetauschern aufzubereiten. Anschliessend wird das Wasser zurück an das zentrale Kraftwerk geleitet. So benötigt nicht jedes einzelne Gebäude eigene Kältemaschinen.
Die CO2-Bilanz sowie Energieeffizienz hängen davon ab, ob jedes Gebäude im Netzwerk das Kaltwasser wirksam nutzt.
Warum ist eine geringe Temperaturdifferenz ungünstig?
Damit Klimaanlagen die in einem Gebäude zirkulierende Luft kühlen können, muss das Kaltwasser, das an das Gebäude geliefert wird, effizient genutzt werden. Sprich: Es gilt zu verhindern, dass eine zu grosse Menge Kühlenergie wieder an das Fernkältekraftwerk zurückgeleitet wird. Versorgungsunternehmen, die Fernkälte liefern, legen daher fest, um wie viel Grad die Temperatur des zurückgeleiteten Wassers höher sein muss – die sogenannte Temperaturdifferenz oder Delta T. Dieser Wert richtet sich nach der Gebäudestruktur und der Auslegung der Kälte- und Klimaanlage. Eine ineffiziente Nutzung von Kaltwasser führt zu einer geringen Temperaturdifferenz – das Rücklaufwasser ist kälter als vorgesehen. So entstehen Kosten für thermische Ineffizienz sowie ein höherer Energieverbrauch und der Gebäudekomfort kann beeinträchtigt werden. Diesen Zustand bezeichnet man als «Tiefes Delta-T-Syndrom». Dieser tritt vor allem in älteren Gebäuden auf, da diese aufgrund ihrer ursprünglichen Anlagenkonzipierung über ineffiziente Systeme verfügen oder ihre Leistungsfähigkeit über die Jahre nachgelassen hat.
Über das Citizen’s Plaza
Das Citizen’s Plaza ist ein 15-stöckiges Verwaltungsgebäude in staatlicher Hand im Stadtzentrum von Nashville (Tennessee, USA). Im 1984 erbauten Hochhaus mit einer Nutzfläche von 25’600 Quadratmetern ist bei voller Besetzung Platz für 800 bis 1’200 Verwaltungsangestellte. Das Citizen’s Plaza erhält Kaltwasser und Dampf vom Metro Nashville District Energy System. Das zentrale, am Fluss Cumberland gelegene Kraftwerk versorgt 42 Gebäude im Bezirk und hatte in der Vergangenheit mit thermischen Ineffizienzen zu kämpfen:
Es wurde zu viel Kaltwasser mit schlechten Temperaturdifferenzwerten umgewälzt. Chad Lovell, als Betriebs- und Sicherheitsspezialist bei Jones Lang LaSalle (JLL) für die Betriebsabläufe im Citizen’s Plaza verantwortlich, erläutert das Problem: «Das Wasser wurde zu schnell durch das Gebäude gepumpt, sodass eine thermische Übertragung nur begrenzt möglich war. Laut dem Vertrag mit Metro Nashville District Energy System sollte das Gebäude eine Temperaturdifferenz von 8.1 Grad Celsius erreichen. Tatsächlich waren es aber lediglich 2.3 bis 4.5 Grad Celsius. Dafür wurden monatliche Nachzahlungen in Höhe von USD 12 000 bis 13 000 fällig. Als JLL 2014 die Zuständigkeit für das Gebäude übernahm, war uns bewusst, dass wir eine Strategie zur Erhöhung der Temperaturdifferenz und des Gebäudekomforts brauchten. Wir machten uns unverzüglich auf die Suche nach einer Lösung.»
Belimo kommt ins Spiel
Für Organisationen, die eine bessere Temperaturdifferenz erreichen möchten, besteht eine der grössten Herausforderungen darin, zu wissen, wo sie das Problem zuerst anpacken sollen. Belimo kennt diese Schwierigkeit und investiert verstärkt in Überzeugungs- und Zusammenarbeit mit Kunden, um für jedes spezifische Projekt kostengünstige, effiziente und praktikable Lösungen zu finden. «Ich besuchte ein Seminar von Belimo, bei dem die verschiedenen Produkte und Lösungen des Unternehmens vorgestellt wurden. Vor allem das Belimo Energy ValveTM weckte mein Interesse», so Lovell. «Nach dem Seminar erläuterte ich dem Belimo-Team meine Situation. Wir vereinbarten schon für die darauf folgende Woche ein Treffen.»
Der Belimo District Sales Manager Kevin Leathers beschreibt, wie er an das Projekt herangegangen ist: «Bei unserem ersten Besuch im Citizen’s Plaza überprüften wir zunächst nur die bereits bekannten Fakten. Es handelte sich um ein gewöhnliches Bürogebäude mit Klimageräten in jedem Geschoss, wobei die Geschosse 3 bis 14 identisch aufgebaut waren. Wie bei einem Gebäude dieses Jahrgangs üblich, waren die Klimageräte, Hubventile und Verbraucher – Kühlregister – überdimensioniert – ein perfekter Kandidat für eine Lösung mit dem Belimo Energy ValveTM. Anhand der Originalzeichnungen der Klimaanlage konnten wir uns davon überzeugen, dass wir den Kaltwasserdurchfluss senken, die Wärmeübertragung zwischen den Verbrauchern und den Klimageräten optimieren und somit die Temperaturdifferenz verbessern können.»
David Riffle, Belimo Regional Application Consultant: «Die Daten zeigten, dass sich die Durchflussmenge drastisch verringert und die Temperaturdifferenz erhöht hatte. Lediglich drei Ventile steigerten die Temperaturdifferenz des Gebäudes insgesamt um bereits 1.2 Grad Celsius! Die Auswertung der Daten eines Belimo Energy ValveTM ergab Folgendes: Die Belimo Delta-T-ManagerTM-Logik hatte in 27 Prozent der Zeit den Durchfluss beschränkt, um eine zu geringe Temperaturdifferenz zu verhindern. Ohne das Belimo Energy ValveTM wären in 13 Monaten 1.7 Millionen Liter Wasser umgewälzt worden, wohingegen tatsächlich nur 0.6 Millionen Liter umge- wälzt wurden. Insgesamt waren so 1.1 Millionen Liter Kaltwasser eingespart worden. Nun waren wir in der Lage, die Ersparnis zu beziffern, wenn im gesamten Gebäude die Ventile aller Klimageräte aus- getauscht würden.» Dazu Chad Lovell: «Dieser Machbarkeitsnachweis war ein wichtiger Erfolg – und er übertraf meine Erwartungen. Allein durch die Installation von drei Ventilen erkannten wir, dass wir unsere Temperaturdifferenz in den Griff bekommen konnten. 2015 wurde das ganze Gebäude damit ausgestattet.»
Gemeinsamer Erfolg
Eine Partnerschaft, die auf offenem Dialog und Vertrauen beruht, war der Schlüssel zum Erfolg des Citizen’s Plaza- Projekts. Ein klein angelegtes Pilotprojekt schaffte es, den Wert und die Wirksamkeit der Belimo Energy ValveTM-Lösung unter Beweis zu stellen. Durch die Zusammenarbeit mit Chad Lovell und dem JLL-Team konnte Belimo sein Applikationswissen und seine Erfahrung anwenden. Auf diese Weise erzielten sie nicht nur erstaunliche Einsparungen, sondern verringerten auch die Umweltbelastung des Gebäudes. Steve Rybka, Consultant für Anlagenbauer bei Belimo, bekräftigt: «In diesem Projekt mussten wir das Problem eines Kunden unabhängig von seiner Ursache lösen, indem wir ein kalkulierbares Risiko eingegangen sind. Doch aufgrund des ersten Treffens und der Befragung waren wir überzeugt, dass wir mit unserer Technologie und Erfahrung das Temperaturdifferenzproblem minimieren können. In enger Zusammenarbeit mit Chad Lovell und seinem Team ist uns das schliesslich auch gelungen.»
«Insgesamt war es ein überaus erfolgreiches Projekt», zieht Lovell Bilanz. «Wir konnten die Kaltwasserumwälzung dank der Ventile im Citizen’s Plaza um 49 Prozent senken. Seitdem haben wir das Belimo Energy ValveTM ähnlich erfolgreich auch in zahlreichen anderen Projekten eingesetzt.
Unser Kaltwasserdurchfluss ist so stark zurückgegangen, dass der Energieversorgungsbetrieb unseres Bezirks schon einen Techniker vorbeischicken wollte, weil ein Problem vermutet wurde. Stolz konnte ich ihnen mitteilen, dass kein Problem vorlag, sondern das Gebäude im Gegenteil eine nie da gewesene Leistung erzielte. Es war aufregend und bestätigte mir, dass die Belimo Energy ValvesTM markante Einsparungen erzielen.»